FOSFORILACIÓN OXIDATIVA

Transcripción

1 FOSFORILACIÓN OXIDATIVA NADH + ½ O 2 + H + H 2 O + NAD + Exergónico Endergónico ΔG o = kj/mol ADP + P i + H + ATP + H 2 O ΔG o = kj/mol Cómo se copln estos procesos? l búsqued duró vris décds

2 ΔG o nt_le_trnsport_d%27%c3%a9lectrons.jpg

3 1961-Peter Mitchell Propuso l Teorí Quimiosmótic El trnsporte electrónico y l síntesis de ATP se copln medinte un grdiente de protones trvés de l membrn intern mitocondril Constituye con el descubrimiento de l estructur del ADN el segundo vnce principl en l Biologí del siglo XX En 1961 Mitchell fue considerdo por colegs con ides de bufón de l corte. En 1978 recibió el premio Nobel. Un grdiente de protones impuls l síntesis de ATP

4 Recordemos en que etps se estblece el grdiente de H Espcio Intermebrn Membrn intern mitocondril MATRIZ mitocondril

5 Espcio intermembrn Mtriz Bomb de protones [H + ] mtriz disminuye se gener un cmpo eléctrico negtivo en l mtriz El ph externo es 1.4 uniddes menor que el interno y el potencil de membrn en de 0.14 v, positivo en el exterior. Este potencil de membrn se corresponde con un ΔG o de 21.8 kj/mol de protones.

6 Los H+ bombedos fuer de l mtriz fluyen de vuelt l mtriz pr igulr l distribución delos mismos flujo de H+ que regres l mtriz e impuls l síntesis de ATP Fuerz protónmotriz (Δp) = Grdiente químico ΔpH (dentro lclino) + Grdiente de crg Δψ (dentro negtivo)

7 L ATP-sints o complejo V Antes l llmbn F 1 F o -ATPs mitocondril porqué? Cómo se convierte l fuerz protón-motriz en el potencil de trnsferenci de fosforilo de lt energí del ATP? F o : contiene el cnl de H + Subuniddes c inserts en l membrn y un subunidd F o y F 1 se conectn por ls subuniddes ge y medinte un column extern (, b 2, d) Fo F1 Membrn Intern mitocondril Mtriz F 1 : contiene l ctividd ctlític (3, b3, g, d, e)

8 Espcio intermembrn c 12 F o : contiene el cnl de H + permite el regreso de H + l mtriz mitocondril y este flujo de H + permite l liberción del ATP de F o Membrn intern mitocondril Mtriz g ADP + Pi ATP b b d b 2 F 1 : ctividd ctlític sitio de síntesis del ATP (necesit del flujo de protones pr liberr el ATP sintetizdo) b Adptd de Lehninger 4t. Edición 2005

9 Ls subuniddes F1 islds exhiben ctividd ATPs L liberción del ATP desde l ATP sints es l myor brrer energétic que hy que sobrepsr g Subunidd g rompe l simetrí del hexámero 3 b 3 pues cd un de ls subuniddes b es distint en virtud de sus intercciones con diferentes crs de g (intercciones con minoácidos diferentes de cd cr de l subunidd g) b b b Adptd de Lehninger 4t. Edición 2005 Ls subuniddes y b son NTPss de bucle P Ls dos unen nucléotidos Sólo l subuniddes b prticiprín directmente en l ctálisis

10 Espcio intermembrn c 12 Unidd móvil o rotor: formd por el nillo c y el tllo e, g e Mtriz g ADP + Pi ATP b b d b 2 Unidd estcionri NO móvil: formd por el resto de l molécul b Adptd de Lehninger 4t. Edición 2005

11 EL flujo de H+ trvés de l ATP sints provoc l liberción del ATP fuertemente unido: el mecnismo de cmbio de unión Poder distinguir entre ls tres subuniddes b result crucil pr entender el mecnismo de síntesis de ATP 3 centros ctivos (b) El ppel de grdiente de H+ no es l formción del ATP sino su liberción de l sints un subunidd b puede llevr cbo cd uno de los tres psos del proceso de síntesis de ATP cmbindo de conformción 1) Unión del ADP + Pi 2) Síntesis de ATP 3) Liberción de ATP Por más informción ver el siguiente link

12 Los sitios de unión nucléotidos de l ATP sints no son equivlentes g Ls subuniddes b son ls que prticip directmente en l ctálisis ls intercciones con l subunidd g hcen que ls tres subuniddes b no sen equivlentes b b b Adptd de Lehninger 4t. Edición 2005 L= floj, el ADP + Pi se pueden unir T= tens, el ADP + Pi ps ATP O= biert el ATP o el ADP y el Pi se libern fácilmente Lubert Stryer 7m. Edición 2012

13 Mecnismo de cmbio de Unión de l ATP sints Lubert Stryer 7m. Edición 2012 L rotción de l subunidd g promueve l interconversión entre ls tres conformciones de b L= floj, el ADP + Pi se pueden unir T= tens, el ADP + Pi ps ATP O= biert el ATP o el ADP y el Pi se libern fácilmente

14 H+ H+ Lubert Stryer 7m. Edición 2012 Se requiere que 3 H+ sen trnslocdos pr liberr 1 ATP

15 Cómo el flujo de H+ lrededor del nillo c impuls l liberción de ATP? Lubert Stryer 7m. Edición 2012

16 H+ H+ Se requiere que 3 H+ sen trnslocdos pr liberr 1 ATP

17 Un protón dicionl se consume en el trnsporte del ATP de l mtriz l citoplsm Espcio intermembrn Mtriz mitocondril Trnslocs ATP/ADP ATP sints 3H+ 3 3H+ Trnslocs de Fosfto OH- Adptd de Lehninger 4t. Edición 2005 Entonces 4H+ son necesrios que regresen l mtriz pr l liberción de 1 ATP

18 El trnsporte de electrones del NADH se coplb l bombeo de 10 H + 10/4=2.5 ATP El trnsporte de electrones del FADH 2 se coplb l bombeo de 6 H + 6/4= 1.5. ATP

19 Por cd NADH oxiddo 2.5 ATP Por cd FADH 2 oxiddo 1.5 ATP Ví metbólic Productos ATP producido por molécul de glucos Glicólisis 2 NADH (citosólico) 2 ATP 3 o 5 (dependiendo de l lnzder que hce entrr los e del NADH l mtriz) Oxidción del Piruvto (dos por glucos) 2 NADH (mtriz) 5 Oxidción del cetil-coa en el Ciclo de Krebs (dos por glucos) y Fosforilción Oxidtiv. 6 NADH (mtriz) 2 FADH 2 (mtriz) 2 ATP o GTP Rendimiento neto por molécul de glucos 30

20 Lnzder sprtto mlto Lnzder del mlto-sprtto en corzón, hígdo y riñones

21 Lnzder de glicerol 3-fosfto Dihidroxiceton fosfto Glicerol 3-fosfto Glicerol-3-fosfto Deshidrogens citoplsmátic Glicerol-3-fosfto Deshidrogens Mitocondril unid l membrn Citoplsm Mtriz Lnzder del glicerol 3- fosfto en cerebro y músculo esquelético

22 L velocidd de l fosforilción oxidtiv está determind por l necesidd de ATP En condiciones normles los e- no suelen desplzrse lo lrgo de l cden de trnsporte de electrones hst el O 2 menos que l mismo tiempo el ADP se fosforile por ATP Que puede incrementr l velocidd de l fosforilción oxidtiv Que l [ADP] como puede ocurrir en el músculo ctivo (control respirtorio o control por ceptor). A su vez l disponibilidd de NAD+ y FAD controln l velocidd del ciclo de Krebs

23 Descoplmiento reguldo provoc l generción de clor En lgunos orgnismos Descople de l fosforilción oxidtiv de l síntesis de ATP Objetivo mntener el clor corporl En nimles que hibernn, en tejido diposo prdo Rico en mitocondris Rico en hemoglobin Termogenin (ctivd por ácidos grsos)

24 Inhibidores de l cden respirtori Tmbién inhiben l síntesis de ATP Rotenon y mitl Antimicin A Cinuro (CN-) zid (N3-) monóxido de crbono (CO)

25 Inhibidores y gentes descoplntes Inhibidores de l ATP sints Agentes descoplntes Lehninger 4t. Edición 2005

26 Trnsportn H+ trvés de l membrn intern mitocondril